面对人工智能与高性能计算芯片指数级增长的功耗，传统横向供电架构已遭遇物理瓶颈。APEC 2025上提出的一款48V转1V、2200A的超薄直板电源转换器，通过独特的分体式架构与矩阵堆叠拓扑，直击高电流密度下的散热与效率痛点，为AI芯片的未来垂直供电提供了全新的工程范式。
智能速览
AI芯片功耗激增，传统供电架构已现瓶颈。
新型DPx转换器采用分体式架构，将原副边分离集成。
利用矩阵堆叠变压器实现自然均流，省去额外控制电路。
混合使用GaN与Si器件，在500A负载下达成93.6%的峰值效率。
方案功率密度高达1365 W/in³，高度被压缩至5mm以内。
精华内容
这款名为DPx的超薄直板电源转换器，究竟是如何通过架构创新，在如此紧凑的尺寸内实现极致性能的呢？其核心技术在于独特的分体式设计与矩阵堆叠拓扑的精妙融合。
分体式架构
该方案最具突破性的设计是电源系统的分体式架构。它将传统的电源模块一分为二：原边的高压开关级被放置在主板侧，而副边的整流级则通过分段绕组变压器，直接集成在处理器芯片的正下方。两者之间通过高频磁耦合进行能量传输，这种设计极大地缩短了功率路径，有效解决了“最后几英寸”的互连阻抗问题。
矩阵式均流
通过矩阵堆叠的变压器设计，该方案实现了创新的均流机制。所有原边绕组采用串联方式，共同分担48V的高压应力，确保流过每个磁芯的励磁电流完全一致。这使得所有并联的副边单元能够自动、均匀地分担负载电流，无需设计复杂的有源均流控制电路，简化了系统并提升了可靠性。该设计利用标准多层PCB工艺制造，将总高度控制在5mm以内。
混合器件策略
为实现极致效率，设计采用了GaN与Si器件的混合策略。在原边开关级，选用EPC2215氮化镓器件，利用其优异的开关特性来降低开关损耗。而在需要处理超大电流的副边整流级，则密集排布了一百余颗硅MOSFET，以获得更低的导通损耗。实测数据显示，在500A的负载条件下，该方案的峰值效率达到了93.6%。
极速动态响应
为应对AI负载剧烈的动态变化，该方案引入了原边控制高压技术。通过精确调节原边钳位电压与变压器漏感的配合，实现了超过3000A/μs的惊人电流响应速度。在承受440A的大幅负载阶跃测试时，其输出电压波动微乎其微，几乎保持稳定，展现了对动态负载的卓越适应能力。
高密度散热
在解决了核心的电气性能后，散热问题成为实现高功率密度的关键。该设计采用铝制框架作为整体散热方案，成功将功率密度提升至1365 W/in³，表面电流密度达到0.41 A/mm²。这一结果表明，该方案不仅在理论上可行，在工程实现上也具备为下一代计算芯片提供稳定、高效供电的潜力。
DPx矩阵堆叠拓扑方案不仅是一次技术上的突破，更是一次供电架构思维的革新，它为解决未来AI芯片的供电挑战指明了清晰的方向。通过巧妙地将高压与高超部分离，并利用拓扑结构本身实现优势互补，该方案在效率、密度和动态响应上树立了新的标杆。随着材料与工艺的进步，未来我们是否能看到更加极致的电源集成方案？
